Redes 65: La nueva cardiología.

El desarrollo tecnológico abre un nuevo escenario para seguir luchando contra las patologías del corazón, que pronto serán la mayor causa de muerte en todo el planeta. La revolución de la cardiología tardará unos años aún en mostrar sus éxitos, aunque ya podemos vislumbrar hacia dónde se dirige. Francisco Fernández-Avilés, investigador y cardiólogo del hospital Gregorio Marañón de Madrid, está desarrollando –en colaboración con la Universidad de Minnesota, EUA– un trabajo pionero en el mundo en lograr el primer corazón artificial hecho a partir de células madre del paciente. Fernández-Avilés explicará a Punset cómo se están dando los primeros pasos para construir un corazón bio-artificial.

Baja la tasa de natalidad en España por primera vez en 10 años.

El número de nacimientos descendió un 5% en el 2009 con respecto al año anterior, según datos del Instituto Nacional de Estadística.

El número de nacimientos descendió en España un 5% en el 2009 con respecto al año anterior, un dato que muestra un freno en el crecimiento sostenido del índice de natalidad en la última década. El Instituto Nacional de Estadística (INE) atribuyó el dato al descenso de mujeres en edad fértil y a una menor fecundidad.

Según los datos del adelanto del informe del INE, Movimiento Natural de la población e indicadores demográficos básicos, el año pasado nacieron en el país 10,73 niños por cada 1.000 habitantes, frente a los 11,37 del 2008.

El número medio de hijos que tuvo cada mujer en España se situó en 1,40, frente a 1,46 en el 2008. El descenso afecta tanto a las españolas, cuyo índice coyuntural de fecundidad pasó de 1,38 a 1,33; como a las extranjeras, que tuvieron un promedio de 1,69 hijos por cabeza frente a los 1,81 del 2008.

Por comunidades autónomas, la única que creció en cuanto a número de nacimientos fue Asturias, que sigue siendo la zona de España con menor natalidad, junto con Castilla y León y Galicia.

Además de reducirse el número de nacimientos, también disminuyó la cifra de matrimonios en el 2009. Se celebraron un 10,8% menos bodas que en el 2008. Sin embargo, continuaron creciendo las uniones entre personas del mismo sexo, que fueron de 3.412, un aumento de 218 frente al año anterior.

El INE destacó que un 21,3% de las 175.952 bodas registradas el año pasado fueron uniones en las que al menos uno de los contrayentes era extranjero.

En lo que respecta al índice de mortalidad, 383.486 personas fallecieron en el país en el 2009, un 0,7% menos que el año anterior.

Este dato, unido al descenso de la natalidad, hacen que se haya producido un declive en el crecimiento natural de la población; es decir, la diferencia entre el número de nacimientos y el de fallecimientos, que fue de 109.445.

Fuente: Revista Jano.

El Universo, más allá del Big Bang (9).

El universo empezó con una violenta y cegadora explosión que lanzó todo al caos. Desde entonces, nuestros grandes pensadores han tratado de estudiar ese caos para buscar el orden, la lógica y las respuestas al interrogante de nuestro origen. Aprendimos a descifrar las pistas cósmicas de cómo llegamos a existir, avanzando paso a paso, de revelación en revelación. Aristóteles nos dijo que el mundo era redondo. Tolomeo concibió un sistema de planetas, estrellas y sol, mientras que Copérnico puso al sol en el centro de ese sistema. Galileo lo confirmó y Newton explicó lo que lo mantenía unido. Einstein ofreció una perspectiva sobre lo que lo impulsó. Finalmente, Edwin Hubble planteó que todo empezó con el "Big Bang". Durante este espacio conoceremos cómo varias culturas creen que empezó el mundo y cómo terminará todo... y lo que vendrá después. Además, con la utilización de extraordinarios gráficos generados por ordenador recrearemos el asombroso momento en el que todo se inició. En resumen, este documental excepcional plantea una de las grandes preguntas de la historia: ¿Dónde empezó todo?

La concepción sobre el origen de nuestro planeta ha ido cambiando a lo largo de la historia. Esta serie documental explora las intrigas acerca del origen del universo y, según diversas culturas, cómo será el final. Se incluyen entrevistas con los físicos, ingenieros e historiadores más relevantes del momento respecto a esta teoría universalmente aceptada.

Serie documental emitida por History Channel.

Nueva mirada al origen de los elementos

El proyecto EuroGENESIS pretende ahondar en la historia de las especies químicas, desde el Big Bang a nuestros días

Desde un minúsculo grano de arena a un cúmulo de galaxias, el Universo (con permiso de la materia y la energía oscuras) rebosa de materia formada por átomos. Existen 93 variedades atómicas en forma natural, a las que hay que sumar dos docenas de especies sintetizadas artificialmente en el laboratorio. Sin embargo, no todas ellas presentan la misma abundancia: hidrógeno y helio son, con diferencia, las dos especies dominantes; el resto se agrupa en una caprichosa distribución irregular de abundancias que tiende a disminuir al considerar núcleos más y más pesados. De hecho, las causas del predominio de unas especies sobre otras y del perfil específico de las abundancias químicas observadas en el universo han dado lugar a acaloradas discusiones y desaforadas conjeturas.

Alquimia estelar

Cinco décadas después del descubrimiento de la radiactividad, los físicos Ralph Alpher, Hans Bethe y George Gamow propusieron que, en las extraordinarias condiciones que imperaban poco después de la explosión inicial (Big Bang), el Universo primitivo devino un verdadero horno en el que se cocinó la totalidad de la tabla periódica de los elementos. Sin embargo, estudios posteriores, corroborados por medidas de abundancias en estrellas muy viejas, han permitido entrever que el Universo primitivo era químicamente muy pobre: la síntesis de elementos durante las primeras etapas del Universo (la llamada nucleosíntesis primordial) se limitó a un puñado de especies ligeras: dos isótopos de hidrógeno (protio y deuterio), helio (helio-3 y helio-4) y litio (litio-7), producidos a temperaturas cercanas a los 10 elevado a nueve grados Kelvin, entre 200 y 1.000 segundos después de la explosión. El resto de especies químicas, desde el hierro presente en nuestra sangre al calcio de nuestros huesos, pasando por el silicio de los chips de ordenador, tuvo que esperar a la gestación de las primeras estrellas, unos 180 millones de años después.

Las estrellas constituyen verdaderas factorías de transformación nuclear, crisoles donde la materia primordial se forja en núcleos más y más complejos. Mediante episodios más o menos explosivos, las estrellas retornan parte de este material procesado termonuclearmente al medio interestelar; materia en la que, cual ave fénix, volverán a gestarse nuevas generaciones de estrellas, enriquecidas progresivamente en materiales más pesados que el hidrógeno y el helio. Sin el concurso de los procesos nucleares que tienen lugar en las estrellas no habrían aparecido jamás las moléculas de la vida. De hecho, debemos nuestra propia existencia a una improbable combinación de factores, entre otros a la existencia de las estrellas.

EuroGENESIS y el origen de las especies

Si en 1859 Charles Darwin publicaba su famoso tratado El origen de las especies, obra fundacional de la moderna biología evolutiva; un siglo después, en 1957, veían la luz dos trabajos pioneros sobre el origen de las especies químicas, publicados por E.M. Burbidge y colaboradores, y por A.G.W. Cameron.

Una iniciativa reciente que persigue arrojar luz en este campo, recogiendo el testigo de una miríada de esfuerzos anteriores, es el ambicioso proyecto EuroGENESIS . A través de un enfoque multidisciplinar y transnacional, este proyecto pretende ahondar en el origen de los elementos, a lo largo de los distintos episodios que configuran la historia nuclear del Universo, desde el Big Bang a nuestros días. Pretende también dar respuesta a cómo la materia presente en el cosmos, formada por estos mismos elementos, ha devenido compleja, hasta el punto de hacer posible la emergencia de la vida. Seleccionado en los prestigiosos proyectos competitivos EUROCORES de la European Science Foundation (ESF), EuroGENESIS nace con el objetivo de integrar, por primera vez, astrofísicos teóricos especialistas en la modelización de estrellas por ordenador; astrónomos observacionales que determinan las abundancias químicas del universo mediante telescopios terrestres y espaciales (o a partir de medidas de granos meteoríticos en el laboratorio); cosmoquímicos que estudian cómo se asocia la materia en el espacio hasta formar sólidos y eventualmente planetas capaces de albergar formas de vida; y físicos nucleares que proporcionan la información básica sobre el tipo de transmutaciones nucleares que se producen en las estrellas mediante esfuerzos experimentales y teóricos. EuroGENESIS, con un presupuesto de 2,5 millones de euros, agrupa varios centenares de especialistas de 16 países, a través de la participación de 29 centros de investigación, tan prestigiosos como el Instituto de Astrofísica de París, la Universidad de Washington (St. Louis, EE UU), tres institutos Max Planck, la Academia de Ciencias de Rusia o el laboratorio TRIUMF, en Vancouver (Canadá). España participa a través de cuatro instituciones: la Universidad Politécnica de Cataluña , el Instituto de Estudios Espaciales (CSIC, Bellaterra), el Instituto de Estructura de la Materia (CSIC, Madrid) y la Universidad de Huelva.

Cataclismos estelares

Un ejemplo ilustrativo del tipo de investigación multidisciplinar que se persigue lo brindan las novas clásicas, titánicas explosiones termonucleares de naturaleza estelar cuya teórica emisión gamma no ha sido nunca confirmada. De hecho, la detección de dicha emisión constituye un objetivo de misiones espaciales como Integral, de la ESA. Una de las señales gamma predichas por los modelos guarda relación con la desintegración del flúor-18 sintetizado en tales explosiones. Pero la detección de la correspondiente emisión gamma topa con un serio obstáculo: el desconocimiento del ritmo de destrucción de flúor-18 mediante colisiones con protones, cuya caracterización requiere complicados experimentos de física nuclear. Un mayor conocimiento de esta reacción no sólo mejoraría las predicciones teóricas de la emisión gamma de las novas sino que ayudaría también a esclarecer el origen de ciertas anomalías halladas en granos meteoríticos.

Este y otros desafíos de la astrofísica moderna sólo serán posibles a través de programas multidisciplinares como EuroGENESIS, que aboguen por combinar esfuerzos en la frontera de la investigación en astrofísica computacional, cosmoquímica, astronomía observacional y física nuclear.

Jordi José es investigador en la Universidad Politécnica de Cataluña y coordinador del proyecto EuroGENESIS.

Fuente: El País.

Redes 64: La revolución educativa.

¿Es hoy más difícil la convivencia en las aulas? ¿Están bien preparados los maestros para acompañar al niño hasta su adolescencia con una educación que englobe emociones e inteligencia social? Las necesidades de un adulto para vivir en sociedad no son las mismas que hace 50 años, ni lo son tampoco las condiciones de vida de los adolescentes, ni las tecnologías que rodean a todos. Sin embargo, los programas educativos han cambiado muy poco en el último siglo. El psicólogo Robert Roeser nos ayuda a redefinir el papel de profesores y maestros, y a buscar en la ciencia algunas propuestas para mejorar la educación de los futuros ciudadanos.

Fuente: Redes para la ciencia.

La revista Cell Metabolism dedica portada a una investigación sobre control de la obesidad

La FGF21, una hormona que reduce los niveles de glucosa, es también un activador del metabolismo del tejido adiposo marrón, según la investigación publicada en portada por la revista Cell Metabolism y dirigida por el profesor Francesc Villarroya del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular (Facultad de Biología), el Instituto de Biomedicina de la UB y el CIBER Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición.

El estudio, publicado por la revista de mayor impacto científico en el campo del metabolismo, se ha llevado a cabo con ratones neonatos y podría abrir nuevas dianas terapéuticas para luchar contra la obesidad mediante el factor de crecimiento de fibroblastos 21 (FGF21), un factor que libera el hígado en respuesta a los lípidos de la dieta. En el artículo, el equipo describe en primicia una nueva acción del FGF21 sobre el tejido adiposo marrón, el responsable del gasto energético y de la generación de calor en el organismo.

«El FGF21 es un agente antidiabético y antiobesidad descrito en bibliografía científica desde 2005», afirma Villarroya, experto en el estudio de modelos de regulación del metabolismo con ratones modificados genéticamente, que aclaraba también lo siguiente: «Nuestro trabajo revela, por primera vez, que el FGF21 provoca termogénesis en el tejido adiposo marrón, es decir, pérdida de calorías para liberar calor. Este proceso actúa como un gran disipador de energía. Y todo agente que promueva y active el metabolismo del tejido adiposo marrón es, por definición, un agente antiobesidad».

Descubrir el vínculo directo entre el FGF21 y el tejido adiposo marrón es una de las grandes contribuciones científicas del trabajo. «En estudios in vivo
—comenta Villarroya—, hemos visto que el factor activa la termogénesis en tejido adiposo marrón. Según el modelo estándar, sin embargo, este proceso lo regulaba el cerebro por una vía adrenérgica. No obstante, con nuevos estudios in vitro, comprobamos que la diana del FGF21 no era el cerebro, sino el tejido adiposo marrón. Si el FGF21 actúa de forma directa sobre el tejido adiposo marrón y es independiente del control adrenérgico, se nos abren nuevas vías para explorar mecanismos de control de la grasa corporal».

El trabajo publicado estudia la actividad biológica del EFG21 con un nuevo modelo biológico: los animales recién nacidos. En palabras de Villaroya: «Trabajar con modelos animales de neonatos es otro punto clave del trabajo. Sabemos que las alteraciones metabólicas en la etapa fetal y neonatal tienen un impacto en el metabolismo del adulto. En el caso de los ratones, durante la etapa fetal se alimentan de glucosa vía placenta. Después de nacer, el ratón se alimenta con la leche materna, muy rica en grasas, y por primera vez debe empezar a metabolizarlas. El ratón neonato es, por ello, un modelo animal excelente para estudiar pautas de adaptación a nuevas exigencias metabólicas».
Estudios recientes con técnicas de tomografía de emisión de positrones (PET) confirman la alta actividad metabólica del tejido adiposo marrón en adultos, un aspecto muy discutido por la comunidad científica hasta ahora. En la actualidad, los expertos de la UB trabajan en nuevos protocolos experimentales para profundizar en la relación del FGF21 y el metabolismo lipídico y el posible uso de estrategias farmacológicas o nutricionales para el control del sobrepeso.

Francesc Villaroya apuntaba lo siguiente: «Sabemos que el hígado produce este factor en respuesta a los ácidos grasos de la dieta, pero no todos los ácidos grasos producen la misma respuesta: son señales de diferente intensidad y la respuesta del hígado varía. ¿Podríamos modular estas señales con estrategias dietéticas? En resumen, esto significaría adaptar las dietas de forma que puedan inducir una mejor producción del FGF21 y así acelerar el metabolismo». En lo referente a estudios con humanos, uno de los mayores retos científicos del futuro será, según Villarroya, estudiar cómo funciona este sistema en pacientes obesos o diabéticos: «Curiosamente, todo indica que los pacientes obesos tienen más cantidad de FGF21, y eso nos demuestra que hay un problema de factores de resistencia. Esto habrá que investigarlo también».

Francesc Villarroya dirige en la UB el Grupo de Investigación de Genética y Biología Molecular de Proteínas Mitocondriales y Patologías Asociadas, y es miembro del CIBER Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición (CIBERobn), creado en 2006 bajo la coordinación del Instituto de Salud Carlos III y dirigido por Felipe F. Casanueva.

Para más información:
Elayne Hondares, Meritxell Rosell, Frank J. Gonzales, Marta Giralt, Roser Iglesias, Francesc Villarroya. «Hepatic FGF21 Expression is Induced at Birth via PPAR in Response to Milk Intake and Contributes to Thermogenic Activation of Neonatal Brown Fat». Cell Metabolism.

Fuente: Universidad de Barcelona.

La cátedra ELA del Instituto de Neurociencias impulsa un nuevo ensayo de esclerosis lateral amiotrófica.

El ensayo clínico que los investigadores de la cátedra ELA del Instituto de Neurociencias y del Hospital Universitario Virgen de la Arrixaca de Murcia abre una segunda fase con la ampliación de 63 nuevos pacientes.

Se trata de un ensayo que se prolongará durante dos o tres años y la intención de los investigadores es poder comenzar entre los meses de junio y septiembre, según ha indicado Elena Contreras, directora de la Fundación ELA.

La Fundación Diógenes celebra este año su X aniversario y por ello han organizado un amplio programa de actividades. Entre ellas, con motivo del Dia Mundial de la ELA, que se celebra el 21 de junio, la Fundación ha programado el sábado 26 de junio una jornada informativa en el Centro de Congresos de Alicante con la participación entre otros, del Dr. Salvador Martínez (investigador del Instituto de Neurociencias y director de la Cátedra ELA).

Contactos:
Asociación andaluza de Esclerosis Lateral Amiotrófica

Fuente: Instituto de Neurociencias de Alicante.

Cells to the Rescue

BY JASON WARSHOF


Michael Wolfe

Necessity is indeed the mother of invention. While limitations on federal funding for embryonic stem cell research—which were partially lifted last March—touched off a series of heated ethical debates nationally, they also sparked new developments in labs like Michael Wolfe’s.

“Researchers know a great deal about embryonic stem cells,” says Wolfe, professor of medicine and chief of gastroenterology at the BU School of Medicine and Boston Medical Center. “But there are other potential sources for obtaining stem cells—all of which can express every gene in a human’s makeup—to investigate and explore. In recent years, we have seen phenomenal progress in these new areas.”

Induced pluripotent stem cells, or iPS cells for short, are adult cells that have been taken from a patient’s skin and then reprogrammed into undifferentiated cells able to develop into any one of the more than 200 types of cells in the human body. Because iPS cells are derived from the patient’s own tissue, they are not susceptible to rejection by the immune system when reintroduced, thereby potentially eliminating the need for immunosuppressants. With support from the Hartwell Foundation, Wolfe is exploring how iPS cells might be used to cure Type 1 diabetes mellitus.

Affecting approximately one in 300 children in the United States, Type 1 diabetes is caused by the immune system attacking pancreatic beta-islet cells, which are responsible for releasing insulin and without which the body is unable to utilize sugars and other nutrients to store and conserve energy. Current treatment options are less than ideal. Insulin replacement therapy requires patients to check their blood sugar levels at regular intervals and to administer painful injections, often multiple times every day. As a result, compliance can be erratic, despite serious long-term health risks, including blindness and renal and cardiovascular disease. Previous efforts to cure the disease by creating artificial beta cells have been unsuccessful.

“What do you think happens?” asks Wolfe. “The body says, ‘I don’t like these cells,’ and destroys them.” Instead, he and his team—including biochemist Michael Boylan and postdoctoral gastroenterology fellow Elisa Valente—are focusing on K-cells, endocrine cells in the upper small intestinal lining (adjacent to the pancreas) that share similarities with beta cells, including the ability to recognize glucose levels in the intestine and to manufacture needed hormones. In other words, says Wolfe, “you have a cell that behaves very much like a beta cell, only it’s not a beta cell,” making K-cells an exciting alternative for Type 1 diabetes research.

Building on results published in Science in 2000, in which Wolfe and his collaborators showed that K-cells can be used to express insulin in genetically altered mice whose beta cells have been destroyed, he is now working to develop a gene therapy treatment that will eliminate Type 1 diabetes in mice by delivering iPS cells to the intestinal lining. These iPS cells are programmed to develop into K-cells capable of producing insulin peptides in response to food ingestion, as well as another peptide that is naturally synthesized by K-cells, called glucose-dependent insulinotropic polypeptide, or GIP. Treatment in humans, a possibility that lies several years down the road, would involve a pain-free, one-time endoscopy and would include a kind of genetic circuit breaker designed to stop the therapy if toxicity develops or if it is no longer required.

To facilitate insulin production in K-cells, Wolfe is collaborating with Gustavo Mostoslavsky, an assistant professor of medicine and an expert in using lentiviruses to modify cells. “The virus we are using in this case has actually been derived from HIV,” says Mostoslavsky. “This sounds scary, but of course the virus has been emptied of its pathogenic qualities while retaining great efficiency at introducing genes into both dividing and nondividing cells.” Many other viruses can introduce genes only into cells that divide.

The peptide replacement technique under development by Wolfe and his colleagues could have far-reaching applications for viral hepatitis, chronic diarrhea, obesity, dwarfism, and other conditions caused by various hereditary and acquired deficiency states.

“We could actually treat anything that has a gene with these little peptide factories,” says Wolfe. “And we could do it with one treatment only, instead of using daily injections. Wouldn’t you rather have one treatment only?”





Fuente: Boston University.

Computer Scientist shows how evolution meets computation in new book

Nature and technology may seem worlds apart, but New York University Computer Scientist Dennis Shasha maintains that the natural world can bolster the capacity of today’s most sophisticated machines. In Natural Computing: DNA, Quantum Bits, and the Future of Smart Machines, Shasha and co-author Cathy Lazere describe the work of 15 pioneers who have successfully harnessed nature’s power in advancing technology.

Increasingly complex processors and software have been utilized to overcome increasingly complex problems, but what happens when technology reaches the cognitive limits of the designers? Instead of trying to design for all scenarios, engineers are designing intelligent machines that synthesize and adapt to the world in which they operate.

Shasha and Lazere recount work in a promising field—natural computing—that has started to yield machines that exceed the capability of traditional technologies. Taking inspiration from life, scientists have learned how to create robots that move intelligently on Mars, spacecrafts that can heal themselves, and even methods to trade successfully on Wall Street—all through an increased understanding of how evolutionary ideas can aid in solving fundamentally non-algorithmic problems.

They also review the work of scientists, such as NYU Chemistry Professor Nadrian Seeman, who has successfully programmed not the behavior of certain types of software, but more significantly, the actions of life’s most fundamental building blocks through a “DNA assembly line.” While this may sound exotic, it can also be practical.

“If you want a device that will repair skin, bones, or arteries,“ authors Shasha and Lazere explain, “it makes far more sense to build the device out of DNA, viruses, or cells, than to build it out of electronics.”

Shasha is a professor at NYU’s Courant Institute of Mathematical Sciences and Lazere, a freelance writer, is a former editor at the Economist Intelligence Unit. They previously co-authored Out of Their Minds: The Lives and Discoveries of 15 Great Computer Scientists (Springer).

For review copies, contact Alice Rha, W. W. Norton & Company, at 212.790.4295 or arha@wwnorton.com.

Fuente: New York University

El Universo, más allá del Big Bang (8).

El universo empezó con una violenta y cegadora explosión que lanzó todo al caos. Desde entonces, nuestros grandes pensadores han tratado de estudiar ese caos para buscar el orden, la lógica y las respuestas al interrogante de nuestro origen. Aprendimos a descifrar las pistas cósmicas de cómo llegamos a existir, avanzando paso a paso, de revelación en revelación. Aristóteles nos dijo que el mundo era redondo. Tolomeo concibió un sistema de planetas, estrellas y sol, mientras que Copérnico puso al sol en el centro de ese sistema. Galileo lo confirmó y Newton explicó lo que lo mantenía unido. Einstein ofreció una perspectiva sobre lo que lo impulsó. Finalmente, Edwin Hubble planteó que todo empezó con el "Big Bang". Durante este espacio conoceremos cómo varias culturas creen que empezó el mundo y cómo terminará todo... y lo que vendrá después. Además, con la utilización de extraordinarios gráficos generados por ordenador recrearemos el asombroso momento en el que todo se inició. En resumen, este documental excepcional plantea una de las grandes preguntas de la historia: ¿Dónde empezó todo?

La concepción sobre el origen de nuestro planeta ha ido cambiando a lo largo de la historia. Esta serie documental explora las intrigas acerca del origen del universo y, según diversas culturas, cómo será el final. Se incluyen entrevistas con los físicos, ingenieros e historiadores más relevantes del momento respecto a esta teoría universalmente aceptada.

Serie documental emitida por History Channel.